PML与NPM1相互作用参与细胞DNA损伤反应的分子机制研究

DNA损伤反应是基因组稳定性的基石，其信号网络精细、精确的调控构筑了抗癌屏障。多蛋白复合物PML-NBs在DNA损伤反应中动态调控多种功能分子的表达、修饰、定位及功能，对基因组稳定性的维持具有重要意义。通过IP-MS技术我们鉴定获得了一个新DNA损伤反应中的PML结合蛋白：NPM1。作为肿瘤相关分子，NPM1参与调控细胞的增殖和凋亡，但其在DNA损伤反应中的功能及调控机制尚不明确。我们已研究证实IR能够诱导PML与NPM1的结合；PML敲低（knockdown）抑制NPM1的核浆转位。本申请拟在此创新性实验基础上，进一步揭示PML调控NPM1表达及定位的分子机制，同时，研究NPM1调控PML-p53转录网络的功能机制，以探讨NPM1在DNA损伤反应中的功能意义，并拓展对p53维护基因组稳定性的分子机制的认识，为肿瘤治疗提供新的指导

基因组的完整性是一切生命遗传和代谢的基础。DNA损伤反应机制在维持基因组稳定性中起着决定性的作用。DNA损伤反应是生物在长期进化中发展的一整套防御系统，包括损伤监视、转录调控、周期调控、损伤修复、凋亡诱导等细胞生物学事件，是保证机体自稳平衡的重要机制，是遗传性疾病、衰老、肿瘤等医学研究热点领域的核心内容之一。与核基质相连的，以早幼粒白血病突变蛋白（PML）为核心分子组装而成的多蛋白复合物PML核体（PML NBs），作为DNA损伤的动态感受器，通过其组份的组装和去组装协同调控DNA 损伤修复，细胞周期阻滞和细胞凋亡等信号途径，是维持基因组稳定性的关键多蛋白复合物之一，对其功能及调控机制的研究不仅能推进对DNA 损伤反应信号转导网络的认识，更可为以PML途径相关信号分子为靶的抗肿瘤治疗策略提供理论指导。鉴于PML和PML NBs在电离辐射诱发的DNA 损伤反应中的重要作用及其组份高度动态变化特点，采用免疫共沉淀的方法比较未照射和10 Gy照射后6小时的乳腺癌细胞系MCF-7中PML结合蛋白变化，而后选取差异条带质谱鉴定，寻找能定位到PML NBs并可能在IR 诱发的DNA损伤反应中具有重要功能作用的分子。鉴定获得124个潜在的PML NBs定位蛋白质，选取与基因组稳定性密切相关的核磷蛋白NPM1进行进一步研究，探讨NPM1-PML相互作用及其在DNA 损伤反应中的调控机制和功能意义。研究发现：在γ射线诱发的DSBs损伤反应中，NPM1激活，表达增高，并出现从核仁到核浆的扩散，参与细胞G2/M检查点、损伤修复和细胞凋亡调控；PML与NPM1直接相互作用并参与介导辐射反应中NPM1调控细胞G2/M期阻滞及凋亡的信号转导；NPM1通过促进PML泛素-蛋白酶体途径降解负调控其表达。综上，本研究通过蛋白质组学技术筛选获得一系列DNA损伤反应中PML相互作用候选分子，是迄今为止检索到的最大规模的对PML NBs的蛋白质组学分析，该数据对推进PML NBs在DNA损伤反应中的功能机制研究具有重要意义。同时，首次系统研究了新鉴定的PML相互作用分子NPM1在DSBs反应中的功能作用及其调节PML表达的分子机制。本研究不仅深化了对PML NBs参与DNA损伤反应的功能机制的认识，更揭示了NPM1调控PML参与细胞周期及凋亡调控的新信号途径，预示其具有更为重要的生物学意义。